用于化学反应的紫外反应器及其用途制造技术

本发明专利技术涉及用于在可泵送的（必要时为多相的）介质中借助于紫外辐射进行化学反应的紫外反应器，其具有所述介质可以在从入口到出口的流动方向（２）流过其中的反应室（１），其中所述反应室（１）被多个紫外透明夹套管（７；１０－１５；１０’－１５’）穿过，所述多个紫外透明夹套管（７；１０－１５；１０’－１５’）在所述流动方向上前后布置，并且其中布置有用于发射紫外辐射到所述反应室（１）中的紫外发射器，其中前后布置的夹套管（７；１０－１５；１０’－１５’）在所述反应室（１）的外周方向以角α彼此交错。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有权利要求1前序部分所载明特征的用于进行化学反应的紫外 (UV)反应器。
技术介绍
已知在化学反应中，如果期望氧化，则添加诸如臭氧或H2A的氧化手段。对于难以氧化的物质，还已知可额外地照射紫外辐射到反应室中，以产生自由基。以此方式，例如，卤代烃和药用物质的残留物可以被氧化，并因此变得无害。使用已知的装置，多种紫外发射器辐射到液体或气体介质中。为此目的，发射器被布置平行或横向于介质的流动方向。它们可以被布置在反应室内，但是对于紫外透明反应室，它们也可以被布置在介质的外部。装置的有效性取决于氧化手段和待处理的介质被相互混合的程度，以及到介质中的辐射的均勻程度。氧化物质的浓度应当在待处理的整个介质体积范围内尽可能地恒定， 并且介质的每个部分体积还应当接收相同的紫外剂量。这些要求满足的越少，就必须过量供给越多的氧化手段和紫外辐射。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是建造一种用于在氧化条件下进行化学反应的装置，该装置具有最佳的可能有效性。该目的通过具有权利要求1所述特征的装置来实现。由于在流动方向上前后布置的紫外发射器关于径向方向以一定角度彼此交错的事实，待处理介质的部分体积穿过具有不足的紫外强度的流动路径上的装置并因此在该处不引发化学反应的可能性降低。特别地，多相的可泵送介质也可以由此被有效地进行处理。本专利技术的其他实施方案在从属权利要求中描述。如果角度α是15°至45°，优选地30°，则获得良好的效果。根据该实施方案， 角度α可以例如作为反应器直径的函数来选择。如果夹套管相对于反应室的径向方向倾斜30°到70°的角度β，则可以使用具有较大放电长度的发射器。如果提供至少两组夹套管，每组夹套管的一个夹套管被布置为相对于反应室的中心轴靠近另一组的夹套管，并且其中每种情况中夹套管组均形成分开的螺旋状的行，则所有可能的流动路径均可以被全面地辐射。对于特别高的流量和/或具有特别低的紫外透射率的介质，还可以将三个或更多个发射器布置为在径向平面中彼此靠近。如果夹套管被布置在距离中心轴一定的距离处，则接近反应室的壁的区域也在所达到的过程中。如果所述组距离中心轴不同的距离，即第一组距离长的距离，并且第二组距离短的距离，则结果将尤其好。此外，第一组可以以相对于径向方向50°至70°的大角度β对准，并且第二组可以以30°到49°的较小角度β对准，以使两个组均可以被配备相同的发射器。3优选地，较大距离可以大于泵管半径的60%，并且较小距离可以小于反应室半径的40%。具体地，一个距离可以是反应室半径的75%，并且第二距离可以是反应室半径的 20%。如果组内的轴向距离也变化，例如，第一组平均具有半径的60%的距离，然而其变化 +/-10%，同时第二组平均具有半径的20%的距离，其类似地变化半径的+/-10%，则可以防止形成具有不期望的高流速或低强度的流动路径。如果每组夹套管均包括总计12个夹套管，则结果是所用发射器数目与所实现的效果之间具有尤其有利的关系。最后，使用根据本专利技术的装置来处理诸如卤代烃的惰性烃是有利的。 附图说明下文借助于附图来描述本专利技术的示例性实施方案。图1 示出根据现有技术具有平行布置的发射器的反应器；图2 以示意、透视图解示出根据本专利技术的反应器；图3 以流动方向中的前视图示出另一反应器；图4:以纵断面示出来自图3的反应器；图5 以从侧面的横截面示出在入口和出口区域具有螺旋布置的紫外发射器和连续直径变化的反应器；图6 示出与图5相似的反应器，其在入口区域具有导片布置；图7 示出在入口区域具有不连续的横截面变化的反应器；以及图8 示出具有用于勻化流动的内置装置的反应器。具体实施例方式为了在流动介质(例如水)中通过形成自由基来引发化学反应，需要向介质供应最低紫外剂量。因此，要得到良好的生产率，目的是在辐射的位点，即在反应室中达到高的紫外强度。该强度由多个高性能紫外发射器产生。发射器自身布置在夹套管中。这些夹套管由石英制成并且以如下方式穿过反应室它们以密封形式被插入到壁中。然后发射器被依次插入到夹套管中，以使它们不与介质相接触，但却能发射它们的辐射输出穿过夹套管而到达介质。首先，将借助于图1来解释现有技术。图1示出设计为具有基本上圆形横截面的反应室的管。流动方向沿着反应室1的纵向，其由流动箭头2指示。对称轴3表示反应室1 的中心轴，并且代表布置的旋转对称。恰当定义两个角，即，首先在外周方向和在顺时针方向从水平对准的半径测量的角α，以及其次在对称轴3的方向上从半径测量的角度β。多个紫外发射器附在反应室内，这些紫外发射器横向于流动方向2对准。它们在图1中水平示出，因此相对于中心轴3位于平面中。发射器4布置在反应室1中具有最大直径的区域中。关于以上解释的角度定义，角α是0°，并且角β同样也是0°。各发射器4恰好设置为横向于贯穿这些发射器4的中心轴3。在根据图1的实施方案中，实践中发生的是流动路径在发射器4之上或之下形成， 其中紫外剂量相对低，使得仅能以来自发射器4的非常高的输出才能实现有效反应。在此，现在应用本专利技术，其中发射器布置被选择为允许在其通过反应室的路线中的实际上每种可能的流动路径都遇到紫外发射器至少一次，因此，除了均勻辐射以外，还促进流动介质的混合。本专利技术的示例性实施方案首先在对应于图1的图2中的图示中示出。图2示出具有多个发射器7的反应室1，发射器7在每种情况中均相对于彼此偏置角a。该图示中的角α为约30°。在该示例性实施方案中，针对两个发射器彼此相邻布置的每种情况距离d 均相同。图3示出另一示例性实施方案，这次是反应室1的中心轴3方向的前视图。图示示出在流动方向从前到后连续编号的多个夹套管。两个夹套管10和10’置于第一平面中， 在其后面的第二平面由两个夹套管11和11’形成，第三平面由夹套管12和12’形成，以此类推。这里的术语“平面”不应严格理解为径向平面，而应理解为两个发射器相对于泵送介质的流动方向彼此相邻置于其中的区域。可以确定夹套管10、11、12、13等离中心轴3的距离为rl，其大致为反应室1半径的75%。夹套管10’、11’、12’、13’等离反应室1的中心轴3的距离大致为反应室1半径的 18%。在根据图2的示例性实施方案中，虽然每种情况中中心轴3上彼此相邻径向放置的两个发射器之间的距离相同，但是图3中示出了其中彼此相邻放置的两个发射器之间的距离不同的示例性实施方案。该示例性实施方案为当前优选的。据认为，在待辐射的介质的流动方向中，根据图3的布置产生一种双螺旋或超螺旋。在根据图3的示例性实施方案中，夹套管10、11、12、13等的可用弦长短于夹套管 10M1M2M3'等的弦长。这由相对于反应器夹套管1的纵轴3的不同的角度β来补偿，如从图4可见的。图4以示意图的方式示出反应室1的透视插图，反应室1具有以对应于图3的构造布置在其内部的夹套管11至15和11，至15，。夹套管10、11、12、13等的角β是60°， 并且更靠近轴3放置的夹套管10’、11’、12’、13，等的角β是40°。由此，在每种情况中， 用于将紫外辐射发射到介质中可用夹套管长度均大致相等。此处仅示意性图示了发射器的夹套管穿过反应室1的壁，并且因此可从外部到达。然后紫外发射器自身被插入到这些夹套管中，使它们可以将其辐射本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于通过紫外辐射在可泵送介质中进行化学反应的紫外反应器，其具有所述介质可以在从入口到出口的流动方向（２）流过其中的反应室（１），其中所述反应室（１）被多个紫外透明夹套管（７；１０－１５；１０’－１５’）穿过，所述多个紫外透明夹套管（７；１０－１５；１０’－１５’）在所述流动方向上前后布置，并且其中布置有用于发射紫外辐射到所述反应室（１）中的紫外发射器，所述反应器的特征在于，前后布置的夹套管（７；１０－１５；１０’－１５’）在所述反应室（１）的外周方向以角α彼此交错。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里德黑尔姆·克吕格尔，
申请(专利权)人：ITT制造企业公司，
类型：发明
国别省市：US